(57)【要約】【課題】  リング状に形成されたテープガイド１１のガイド摺動面１１ａに沿わせた磁気テープ１００を走行させたときに生じるエアーによって、該磁気テープを浮上させて走行をガイドするテープガイド装置において、テープ幅方向変動の規制とテープテンション低下の防止とを実現させる。【解決手段】  テープガイド１１の中央の磁気ヘッドに対向する部位に、両側面とガイド摺動面１１ａとのなす角度が各々先鋭（シャープエッジ）に形成された溝１２を設ける。前記溝１２の磁気テープ走行方向前方の近傍位置および走行方向後方の近傍位置には、溝１２に近い側の側面とガイド摺動面１１ａとのなす角度が各々先鋭に形成され、溝１２から遠い側の側面とガイド摺動面１１ａとのなす角度が各々緩やかに形成された一対の溝１３、１４を設ける。【選択図】  図１
2006004510.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リング状に形成されたテープガイドの摺動面に沿わせた磁気テープを走行させたときに生じるエアーによって、該磁気テープを浮上させて走行をガイドするテープガイド装置において、
前記テープガイドの中央部に位置し、磁気ヘッドに対向する部位の摺動面に設けられた溝部であって、該溝部の両側面と前記テープガイドの摺動面とのなす角度が各々先鋭に形成された第１の溝部と、
前記第１の溝部の磁気テープ走行方向前方の近傍位置の摺動面および磁気テープ走行方向後方の近傍位置の摺動面に各々設けられた一対の溝部であって、該溝部の前記第１の溝部に近い側の側面と前記テープガイドの摺動面とのなす角度が各々先鋭に形成され、前記第１の溝部から遠い側の側面と前記テープガイドの摺動面とのなす角度が各々緩やかに形成された第２の溝部と
を備えたことを特徴とするテープガイド装置。
【請求項２】
前記磁気ヘッドの摺動面と前記磁気テープのラップ角は０．５度〜５度の範囲に設定されていることを特徴とする請求項１に記載のテープガイド装置。
【請求項３】
前記第１の溝部におけるテープガイドの摺動面と前記磁気テープのラップ角は０．５度〜５度の範囲に設定されていることを特徴とする請求項１に記載のテープガイド装置。
【請求項４】
前記第２の溝部と、テープガイドの前記摺動面と反対側の面とを連通して構成したことを特徴とする請求項１に記載のテープガイド装置。
【請求項５】
前記テープガイドの摺動面における、磁気テープの長手方向の摩擦係数と磁気テープの幅方向の摩擦係数を互いに異なるように構成したことを特徴とする請求項１に記載のテープガイド装置。
【請求項６】
前記磁気テープのテープガイド摺動面側の面粗度Ｒａは、７０ｎｍ以下に構成されていることを特徴とする請求項１に記載のテープガイド装置。
【請求項７】
前記磁気テープのテープガイド摺動面側の面粗度Ｒａは、７０ｎｍ以下に構成されていることを特徴とする請求項５に記載のテープガイド装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リニアテープドライブ装置のテープ走行ガイドシステムに係り、特にテープガイド装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
リニアテープドライブ装置のテープ走行ガイドシステムの方法については、従来、各種の方式が提案・実施されている。例えばベアリングを内蔵したローラーガイドによるテープガイディング方式はテープのローラー進入前後のテンションが殆ど変化しないという長所がある反面、ガイドローラー軸の倒れ角のわずかな変化でテープ幅方向の変位が大きくなる欠点を有する。
【０００３】
このためテープスピードが高い領域ではガイドローラー表面にエアーを巻き込みテープ表面との摩擦係数が下がり、ガイドローラーの周速とテープ速度間に差を生じ、滑り軸受けとして挙動する。従ってテープスピードが遅いときにはガイドローラー軸の傾きの影響を受け、スピードが上昇するにつれ滑り軸受けとして挙動し、テープの走行高さが異なる欠点を有する。
【０００４】
これを補う目的で磁気ヘッド近傍のガイドローラーの表面にテープ長手方向にスリットを形成し、ガイドローラー周速の増加によるエアーフィルム厚の上昇を防ぎ、上記の欠点を補っている。
【０００５】
滑り軸受けではテープスピードが遅い領域では摩擦係数が高く、最悪テープを起動出来ない場合も考えられる。このためガイドの曲率を小さくしてエアーフィルム厚を出来るだけ厚くすることが求められる。エアーフィルム生成を他のエアー供給手段を用いれば上記の問題を解決出来るが、常にエアーを安定して供給するために信頼性を高めた装置が必要になり、コストの上昇と信頼性の低下という欠点を生ずる。
【０００６】
滑り軸受けのガイドシステム、いわゆる動圧型ベアリング装置において、ガイドの曲率を小さくしてエアーフィルム厚を高めると摩擦係数が低下するので、テープ幅方向の位置の規制という観点からは好ましくない。
【０００７】
尚、リニアテープドライブ装置にテープカセットを装着し該テープカセットの磁気テープを、ドライブ装置側の巻回部との間で往復走行させる装置は、例えば下記特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開２００３−２２３７７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前述した動圧型ベアリング装置の問題点を解決するために、ガイド途中の摺動面を欠落させいわゆるデュヒューザーの役目をさせることでエアーの流れを変化させることが考えられる。
【０００９】
すなわち例えば図５に示すように、ガイド面の途中に溝を形成させるものである。図５において１は、磁気テープの走行をガイドするリング状のテープガイドであり、略中央部のガイド摺動面１ａには磁気ヘッドが入り込むための溝２（キャビティー）が設けられている。
【００１０】
溝２からテープ走行方向前方に所定距離隔てた部位のガイド摺動面１ａには、溝３（キャビティー）が、テープ走行方向後方に所定距離隔てた部位のガイド摺動面１ａには溝４（キャビティー）が各々設けられている。
【００１１】
磁気ヘッド側の溝２の、溝の立ち上がり部のガイド摺動面１ａとの稜線は滑らかな曲線で形成され、両側の溝３、４の、溝の立ち上がり部のガイド摺動面１ａとの稜線はシャープエッジで形成されている。
【００１２】
このように溝３、４の稜線をシャープエッジとすることにより、磁気テープ表面の空気境界層を剥離し、ガイド摺動面１ａとテープ間の空気圧を減少させ、テープ表面とガイド摺動面１ａ間の摩擦係数を上昇させ、その結果テープ幅方向の規制力を得るものである。
【００１３】
図５（ａ）は、磁気テープがマシーンサイド（ドライブ装置側）からカートリッジサイドに走行する（実線の矢印方向）場合を示している。この場合溝３、４の下流側（テープ走行方向前方）の破線の矢印で示す領域のテープ表面とガイド摺動面１ａ間の摩擦係数が上昇する。
【００１４】
図５（ｂ）は、前記と逆に磁気テープがカートリッジサイドからマシーンサイドに走行する（実線の矢印方向）場合を示している。この場合も溝４、３の下流側（テープ走行方向前方）の破線の矢印で示す領域のテープ表面とガイド摺動面１ａ間の摩擦係数が上昇する。
【００１５】
上記のように、摩擦係数を上昇させるために、単に溝３、４の稜線をシャープエッジとしただけでは、図５（ａ）、（ｂ）の破線の矢印からわかるように、摩擦係数が高い領域はテープ走行方向によって異なってしまう。
【００１６】
また溝３、４は磁気ヘッド（溝２の位置）近傍に設けた方がヘッド近傍でのテープ幅方向変動を規制できるので好ましいが、そのように構成することによって、図５のような長いテープガイド１においては摩擦係数が上昇する領域が長くなり、その結果テープテンションの低下が大きくなって、磁気テープのスムーズな走行ができなくなるという問題があった。
【００１７】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものでその目的は、テープ幅方向変動の規制とテープテンション低下の防止とを実現させた動圧型ベアリング方式のテープガイド装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記課題を解決するための本発明のテープガイド装置は、リング状に形成されたテープガイドの摺動面に沿わせた磁気テープを走行させたときに生じるエアーによって、該磁気テープを浮上させて走行をガイドするテープガイド装置において、前記テープガイドの中央部に位置し、磁気ヘッドに対向する部位の摺動面に設けられた溝部であって、該溝部の両側面と前記テープガイドの摺動面とのなす角度が各々先鋭に形成された第１の溝部と、前記第１の溝部の磁気テープ走行方向前方の近傍位置の摺動面および磁気テープ走行方向後方の近傍位置の摺動面に各々設けられた一対の溝部であって、該溝部の前記第１の溝部に近い側の側面と前記テープガイドの摺動面とのなす角度が各々先鋭に形成され、前記第１の溝部から遠い側の側面と前記テープガイドの摺動面とのなす角度が各々緩やかに形成された第２の溝部とを備えたことを特徴としている。
【００１９】
また、前記磁気ヘッドの摺動面と前記磁気テープのラップ角は０．５度〜５度の範囲に設定されていることを特徴としている。
【００２０】
また、前記第１の溝部におけるテープガイドの摺動面と前記磁気テープのラップ角は０．５度〜５度の範囲に設定されていることを特徴としている。
【００２１】
また、前記第２の溝部と、テープガイドの前記摺動面と反対側の面とを連通して構成したことを特徴としている。
【００２２】
また、前記テープガイドの摺動面における、磁気テープの長手方向の摩擦係数と磁気テープの幅方向の摩擦係数を互いに異なるように構成したことを特徴としている。
【００２３】
また、前記磁気テープのテープガイド摺動面側の面粗度Ｒａは、７０ｎｍ以下に構成されていることを特徴としている。
【００２４】
上記構成において、第１の溝部は、側面とテープガイド摺動面とのなす角度が先鋭（先鋭なエッジ）に形成されているので、磁気テープ走行時にテープ表面の空気境界層を剥離させることができ、第１の溝部のテープ走行方向前後におけるテープガイド摺動面の領域を、負圧領域、すなわち摩擦係数の高い領域に、対称的に生成することができる。このため磁気テープの幅方向変動が抑制される。
【００２５】
また前記生成された摩擦係数の高い領域は、磁気テープの走行方向の違いに拘わらず一定となるため、磁気テープ走行方向がどちらであっても磁気テープの幅方向変動抑制効果が得られる。
【００２６】
また一対の第２の溝部の、第１の溝部から遠い側の側面とテープガイド摺動面とのなす角度が緩やか（緩やかなエッジ）に形成されているので、磁気テープ走行時に、テープ表面の空気境界層が十分に生成され、テープ浮上量は適度に確保されて、下流側（テープ走行方向前方）の摩擦係数の上昇を抑えることができる。
【００２７】
このためテープガイドの摺動面における摩擦係数の高い領域を、前記第１の溝部から該第１の溝部近傍の第２の溝部までの領域のみとすることができ、テープテンションの低下を抑制することが可能となる。このため磁気テープ走行の安定性およびテープ耐久性を向上することができる。
【００２８】
より具体的には、
（１）テープとガイド間の相対的速度で発生するくさび形効果によるテープ浮上機構、所謂動圧型エアーベアリングにおいて、リング状のテープガイドの途中にエアーフィルムを遮断する溝（キャビティー）を設け、エアーフィルムの厚さを抑制し、テープガイド間の摩擦係数を上昇させ、テープ幅方向の変動を抑圧する構造とした。
（２）上記のテープガイドは動圧ベアリングの部分ではテープが安定に十分に浮上するように半径はテープ厚みに比較して十分に大きくとる。
（３）上記のテープガイドの走行面は、テープ長手方向とテープ幅方向との摩擦係数を異ならしめた。例えばテープ長手方向には摩擦係数を低く、テープ幅方向には摩擦係数を高くとる。
（４）前記（３）の摩擦係数異方性は、テープガイド摺動面に異方性をもたせ、これに対して磁気テープのバックコート面側は粗度をある範囲に設定した。
（５）上記のテープガイドのほぼ中央にテープ幅方向に複数の磁気記録・再生を司るヘッドギャップを有するヘッドスタックを配置することにより、テープガイド部をほぼ等しい長さのテープガイドに分断するように構成した。
（６）前記（１）のキャビティーはテープ幅方向にはほぼ垂直に溝を形成する。一対の第２の溝部の磁気ヘッド側のエッジはシャープエッジとし、テープ表面の空気の境界層を剥離させる効果をもたせた。他方、ヘッドと反対側のエッジはシャープエッジではなく連続的に曲率半径を可変させるような形状にして、楔効果によるテープ浮上量を適度に保つようにした。
（７）磁気ヘッドは上記曲率を有するリング状テープガイドの外側からテープ磁性面に接する。
（８）磁気ヘッドがテープ磁性面に接する部位のリング状テープガイド部分に、第１の溝（キャビティー）を形成する。そのキャビティーの両側はシャープエッジとしてテープ表面の空気境界層を剥離することにより、ヘッド両側のテープ摺動面でのテープ幅方向変動を抑圧する機能を有する。
（９）キャビティーのシャープエッジ部のガイド摺動面の接線と溝の側面のなす角度は、好ましくは９５度以上とする。
（１０）キャビティーのシャープエッジ部のガイド摺動面の接線と溝側のテープ面のなす角度は0.5度から5度とする。
【発明の効果】
【００２９】
（１）本発明によれば、第１の溝部の先鋭なるエッジによって、該溝部のテープ走行方向前後におけるテープガイド摺動面の領域を摩擦係数の高い領域にすることができ、これによって磁気テープの幅方向変動を抑制することができる。
【００３０】
前記摩擦係数の高い領域は、磁気テープの走行方向の違いに拘わらず一定となるため、磁気テープ走行方向がどちらであっても磁気テープの幅方向変動抑制効果が得られる。
【００３１】
また第２の溝部の緩やかなエッジによって、下流側（テープ走行方向前方）の摩擦係数の上昇を抑えることができ、これによってテープテンションの低下を抑制してスムーズに磁気テープを走行させることができ、テープ走行の安定性、耐久性向上が実現できる。
【００３２】
また、容易に加工・実施が可能であり、安価に確実に実施することができる。
【００３３】
また、テープガイドの摺動面に形成される溝の高さ、ピッチ、表面性状等を任意に選択することによって、テープ変動、テープ耐久性、テープ特性等に応じた調整が容易に行える。
【００３４】
また、高密度磁気記録・再生リニアテープドライブにおいて、記録容量増大のためにテープの厚さは薄くなり、且つトラック本数は増加し、テープを往復走行させる回数が増加し、テープエッジの耐久性はますます厳しくなるが、テープ材料の物理的特性は上記に比較して飛躍的な向上が望めない。このような環境下、テープガイド機構は従来のテープエッジ規制からテープ面での規制に移行することがブレークスルーになりうる。本発明のテープガイディング原理は過度のテープ幅変動を抑制し、テープ幅方向追随可変機構の過度の性能向上を抑え、そのフォーマットのマイグレーションの実現を可能にし、高密度記録・再生を可能にする。
（２）また請求項２に記載の発明によれば、磁気テープと磁気ヘッドのギャップの間のスペーシングを適切に保つことができ、且つテープ耐久性を適度に保つことができる。
（３）また請求項３に記載の発明によれば、磁気テープ表面の空気境界層の剥離が適度に行われるとともに、テープ耐久性も適度に保つことができる。
（４）また請求項４に記載の発明によれば、磁気テープ走行時に連通部位を通して空気が積極的に取り込まれるので、空気境界層は十分に確保され、摩擦係数の上昇を抑えるこができる。
（５）また請求項５、７に記載の発明によれば、磁気テープの長手方向の摩擦係数を低くし、幅方向の摩擦係数を高くすることができ、これによって磁気テープ幅方向変動を抑制し、且つ長手方向にスムーズに走行させることができる。
（６）また請求項６、７に記載の発明によれば、磁気テープの摺動面側、すなわちバックコート層側の面粗度が磁性面に転写して記録再生に支障をきたすことなく（また、転写したとしてもエラーレートに影響を与えることなく）、テープガイド摺動面に対して適度の摩擦係数を生じることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。図１は、リニアテープドライブ装置に装着したカートリッジの磁気テープを、該カートリッジとマシーン（ドライブ装置側）の間で往復走行させる装置に、本発明を適用した実施形態例を示している。
【００３６】
図１において１１は、磁気テープ１００の走行をガイドするリング状のテープガイドであり、中央部のガイド摺動面１１ａには磁気ヘッドが入り込むヘッド部スロット（ヘッド取り付け溝）としての溝１２（第１の溝部；キャビティー）が設けられている。
【００３７】
溝１２のテープ走行方向前方の近傍位置のガイド摺動面１１ａには、溝１３（第２の溝部；キャビティー）が、テープ走行方向後方の近傍位置のガイド摺動面１１ａには溝１４（第２の溝部；キャビティー）が各々設けられている。
【００３８】
前記ヘッド部スロットの溝１２の両側面とガイド摺動面１１ａのなす角度は各々先鋭（稜線がシャープエッジ）に形成されている。
【００３９】
また前記溝１３、１４の、溝１２に近い側の側面とガイド摺動面１１ａのなす角度は各々先鋭（稜線がシャープエッジ）に形成され、溝１２から遠い側の側面とガイド摺動面１１ａのなす角度は、各々緩い曲率をもつ円弧（連続的に曲率半径が変わる形状）に形成されている。
【００４０】
そしてこれら溝１３、１４の底部には、ガイド摺動面１１ａとは反対側の面１１ｂに連通するスルーホール２３、２４が穿設されている。
【００４１】
尚図中の実線の矢印はガイド摺動面１１ａに沿って走行する磁気テープ１００の走行方向（往復）を示している。
【００４２】
ヘッド部スロットの溝１２におけるガイド摺動面の稜線をシャープエッジに形成しているので、磁気テープ走行時には、テープ表面の空気境界層が剥離し、磁気テープ１００とガイド摺動面１１ａの間の空気圧が減少し負圧となり、図示破線の矢印領域Ｂ、Ｃでテープ表面とガイド摺動面１１ａ間の摩擦係数が上昇し、これによって領域Ｂ、Ｃにおいて磁気テープ１００の幅方向変動を抑制することができる。
【００４３】
摩擦係数の高い領域Ｂ、Ｃは、磁気テープ１００の走行方向の違いに拘わらず一定となるため、磁気テープ走行方向がどちらであっても磁気テープ１００の幅方向変動抑制効果が得られる。
【００４４】
また溝１３、１４の、溝１２から遠い側の側面とガイド摺動面１１ａとのなす角度が緩やか（緩やかなエッジ）に形成されているので、いわゆる楔型フォイル軸受け機構が形成されて動圧エアベアリングとして動作し、磁気テープ走行時に、テープ表面の空気境界層が十分に生成され、テープ浮上量は適度に確保されて、下流側（テープ走行方向前方）の領域Ａ、Ｄの摩擦係数の上昇を抑えることができる。
【００４５】
このためガイド摺動面１１ａにおける摩擦係数の高い領域を、前記溝１２から溝１３、１４までの領域Ｂ、Ｃのみとすることができ、テープテンションの低下を抑制することが可能となる。このため磁気テープ走行の安定性およびテープ耐久性を向上することができる。
【００４６】
さらに溝１３、１４に設けたスルーホール２３、２４によって積極的にエアーが取り込まれるので、テープ走行時のテープ表面の空気境界層は安定し、十分な厚さを維持することができる。
【００４７】
図２は磁気ヘッド近傍のテープラップ角の関係を表している。ヘッド３０は、磁気テープ１００の先端を搬送するスレッディング時には、その動作の邪魔にならないように一端ヘッド部スロット、すなわち溝１２から退避し、スレッディング終了後に溝１２側に進入してきて磁気テープ１００に接する。
【００４８】
ヘッド３０はフラットヘッド摺動面をもつか、もしくはテープ長手方向にテープ幅方向を軸とする緩やかな曲率をもつ曲面をもつ。そしてこのヘッド摺動面と磁気テープ１００のラップ角を0.5〜5度の範囲とすることでテープとヘッドギャップ間のスペーシングを適切に保つことが出来、且つテープ耐久性を適度に保つことが可能である。
【００４９】
ヘッド部スロット（溝１２）の稜線部も同様に、ガイド摺動面１１ａの稜線Ｌ1と磁気テープ１００とのなす角を0.5〜5度の範囲内とすることでテープの空気境界層の剥離が適切に行われると同時に、テープ耐久性も適度に保つことが出来る。
【００５０】
前記ガイド摺動面の稜線Ｌ1と磁気テープ１００のなす角度が、０．５度未満であると前記空気境界層を剥離する効果が得られず、また５度を超えると、シャープエッジによる磁気テープ１００のダメージが大となってしまう。
【００５１】
図３は第２の溝部である溝１４（溝１３も同様）の断面を示しており、溝１４のヘッド（３０）から遠い側の緩やかなエッジ部分の、緩い曲率をもつ円弧の半径Ｒは、テープガイド１１の厚さをＴとした場合、Ｒ＝Ｔ／２〜テープガイド１１の半径まで連続的に変化するように形成されている。
【００５２】
そしてガイド摺動面１１ａの接線Ｌ2と磁気テープ１００とのなす角度を０．５度〜５度の範囲に設定している。
【００５３】
また溝１４のヘッド（３０）に近い側のシャープエッジ部分の側面とガイド摺動面１１ａの接線Ｌ2のなす角度は、好ましくは９５度以上とする。
【００５４】
また図示Ａ、Ｄ部のガイド摺動面１１ａの面粗度はエアーの供給が途絶えた場合を想定して、摩擦係数が極端に増加することなく、且つテープ表面を傷つけることの無い表面粗度にする。
【００５５】
一方図示Ｂ、Ｃ部の負圧発生領域部のガイド摺動面１１ａの面粗度は、テープ幅方向の変動を抑圧するため、テープ長手方向に細かい溝を生成する。この溝によりテープ幅方向へのテープ表面との摩擦係数を高く、またテープ長手方向の摩擦係数を低くすることが可能である。
【００５６】
すなわち例えば図４（ａ）に示すように、ガイド摺動面１１ａに、テープ長手方向に平行となる複数の溝１１ａａ…を形成して、テープガイド断面を図４（ｂ）のように波形とし、その先端面を超鏡面加工仕上げとする。
【００５７】
磁気テープ１００のバックコート面の面粗度は前記ガイド摺動面１１ａの溝１１ａａに対して適度な摩擦係数を生ずるような面粗度とする。具体的にはテープ磁性面に磁気記録・再生に支障をきたさないつまり転写しない、また転写してもエラーレートに影響しない粗度に設定する。前記面粗度Ｒａは７０ｎｍ以下とする。
【００５８】
尚本発明は、前記実施形態例のように単リール型のリニアテープドライブ装置に適用するに限らず、複数のリール間で磁気テープを走行させる方式のドライブ装置にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の一実施形態例の要部断面構成図。
【図２】本発明の一実施形態例のヘッド部側の第１の溝部における各部のラップ角度を表す説明図。
【図３】本発明の一実施形態例の第２の溝部におけるエッジの形態を表す説明図。
【図４】本発明の一実施形態例のガイド摺動面に摩擦係数異方性をもたせた実施例を表し、（ａ）はテープガイドの要部斜視図、（ｂ）は磁気テープおよびガイド摺動面の断面図。
【図５】従来の動圧型ベアリングガイドに溝を形成した場合の要部断面を表し、（ａ）は磁気テープがマシーン側からカートリッジ側に走行するときの説明図、（ｂ）は磁気テープがカートリッジ側からマシーン側に走行するときの説明図。
【符号の説明】
【００６０】
１１…テープガイド、１１ａ…ガイド摺動面、１１ａａ…溝、１２…溝（第１の溝部）、１３、１４…溝（第２の溝部）、２３、２４…スルーホール、３０…ヘッド、１００…磁気テープ。
【図１】
2006004510.tif 000003
【図２】
2006004510.tif 000004
【図３】
2006004510.tif 000005
【図４】
2006004510.tif 000006
【図５】
2006004510.tif 000007